Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Ciência e Engenharia de Materiais / Made available in DSpace on 2012-10-22T17:02:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 251819.pdf: 3594598 bytes, checksum: 69416bd7be16ab90278fa7c656c87b2b (MD5) / Neste trabalho foi inicialmente caracterizado e avaliado o desempenho tribológico de duas fases distintas de nitreto de ferro (fases e '), utilizando componentes industriais fabricados em ferro puro sinterizado. A nitretação foi realizada em reator a plasma de escala industrial projetado e construído no LabMat/UFSC. Foram realizadas caracterizações microestruturais, através de microscopia ótica e análise de fases por difração de raios X, topográficas através de interferômetro a laser e tribológicas através de ensaio de deslizamento alternado a seco e microabrasão utilizando SiC como abrasivo. Durante os ensaios de desgaste por deslizamento alternado foram monitorados o coeficiente de atrito e o potencial de contato. O desgaste das peças foi determinado através de perda volumétrica da marca de desgaste pelo uso dos dados de topografia fornecidos por um interferômetro a laser. Também foi avaliado o desgaste do contra-corpo. Os mecanismos de desgaste dos ensaios de deslizamento alternado e microabrasão foram avaliados via microscopia eletrônica de varredura. Após a avaliação da fase de nitreto de melhor desempenho tribológico para este sistema, foram realizados três ciclos de nitretação com carga completa (5.000 peças/ciclo) para certificação do reator. Com o objetivo de verificar possíveis variações nas peças tratadas ao longo da carga, foram analisadas peças de doze regiões diferentes pré-definidas da carga. As análises realizadas foram microestruturais, espessura de camada e fase de nitreto e dimensionais, diâmetro e circularidade das peças. Após a verificação da homogeneidade do tratamento de nitretação ao longo da carga e entre ciclos foram realizadas análises topográficas e tribológicas (ensaios de deslizamento alternado e microabrasão) por amostragem comparando os resultados com peças nitretadas em equipamento comercial importado. Em uma última etapa, peças foram montadas em compressores para testes acelerados e novamente comparadas às peças nitretadas em equipamento comercial importado. Em relação ao desempenho tribológico, a camada de fase possui uma resistência ao desgaste, para o ensaio de deslizamento alternado, cerca de 2,5 vezes maior em relação a camada de fase '. As peças nitretadas no equipamento LabMat/UFSC apresentaram desempenho levemente superior quando comparadas com as peças nitretadas em equipamento comercial importado. O ensaio de deslizamento alternado mostrou-se eficiente para reproduzir o mecanismo de desgaste das peças apresentando resultados similares aos ensaios acelerados em compressores.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia dos Materiais. / Made available in DSpace on 2012-10-24T06:15:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 257020.pdf: 2909523 bytes, checksum: 318d8b1a7f5dfe18197379d3c7ce9bc1 (MD5) / A produção do intersticial Sm2Fe17NX(x#3), via reator de plasma excitado por microondas, é estudada neste trabalho. Em trabalhos anteriores, o grupo explorou a mesma via de produção, mas usando como material de partida a liga mãe, Sm2Fe17, produzida e homogeneizada em escala laboratorial (amostras com massas entre 60 e 200 g). Para o presente trabalho o material de partida tem origem industrial (lingotes com massas ao redor de 5 kg). Naturalmente, a mudança de escala implica em métodos de produção menos controlados que os usados na reduzida escala laboratorial. Assim, no presente trabalho se estudam condições de adequação (da estequiometria e da homogeneização) do material produzido industrialmente, ao processamento em plasma. Em especial foi estudado um caso onde o samário está estequiométrico (valores industriais: 23,99 %Wt de Sm) e um caso onde se apresenta hiper-estequiométrico (valores industriais: 24,65 %Wt de Sm). Em ambos os casos os materiais foram caracterizados (DRX, MEV, VSM, KERR) tal como recebido; testados em processos de homogeneização, novamente caracterizados; processados sob diversas condições em reator de plasma e finalmente foram caracterizados como produto final. Dos resultados obtidos foi possível eleger o processo de homogeneização térmico, em vácuo ativo, como adequado às necessidades de homogeneização do material industrial para o processamento no reator de plasma. Medidas, caracterização evolutiva dos processamentos, e resultados finais alcançados serão objetos da presente dissertação.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais. / Made available in DSpace on 2012-10-24T07:12:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 267028.pdf: 2638298 bytes, checksum: d2d03dfefac1396a2df0e0f82a828811 (MD5) / Neste trabalho, amostras de ferro puro, sinterizadas e enriquecidas superficialmente com molibdênio via plasma, foram submetidas ao tratamento termoquímico de nitretação por plasma, visando melhorar as propriedades mecânicas na região superficial das amostras. Foram realizados estudos em diferentes condições para tratamento superficial de nitretação por plasma variando-se a mistura gasosa N2-H2 e a temperatura de nitretação. Duas temperaturas de nitretação (450o C e 540o C) e duas concentrações de nitrogênio na mistura nitretante N2-H2 (baixa concentração 5% de N2 e alta concentração 75% de N2) foram empregadas para realização do trabalho. Com a escolha dessas variáveis no processo de nitretação foi possível definir a melhor condição de nitretação para endurecimento da camada enriquecida com Mo. A caracterização microestrutural das camadas enriquecidas e nitretadas foram realizadas por microscopia ótica (MO) e microscopia eletrônica de varredura (MEV) e as fases presentes por difração de raios X (DRX). Testes de microdureza avaliaram o endurecimento das camadas obtidas. Os resultados mostram que ocorre um aumento significativo na dureza da camada enriquecida com molibdênio e nitretada. A presença de Mo na região superficial da amostra leva a formação de microestruturas com diferentes morfologias dependentes da temperatura e do teor de nitrogênio no processo de nitretação. Não foi possível identificar fases relativas à formação de nitretos de molibdênio ou nitretos mistos de Fe-Mo-N nas análises de DRX para as amostras enriquecidas e nitretadas por plasma, mas acredita-se que eles estão presentes devido ao aumento no perfil de microdureza das amostras enriquecidas. Amostras de Mo puro também foram nitretadas nas mesmas condições com a finalidade de comparar as amostras, verificar a formação de MoN e avaliar o comportamento do perfil de microdureza. Este trabalho mostrou que a nitretação de compactados metálicos enriquecidos superficialmente com Mo, melhora a dureza da camada nitretada. / In this work, aiming to improve the surface properties, unalloyed iron samples, sintered and enriched superficially with molybdenum by Plasma, were subjected to the thermochemical treatment of nitriding by Plasma. Studies of the nitriding treatments by plasma were carried out in different conditions: varying to gas mixture (H2-N2) and temperature of nitriding. Two different temperatures (450o C and 540o C) and two concentrations of nitrogen in the gas mixture N2-H2 (low concentration 5% of N2 and high concentration 75% N2) were investigated. With the choice of the variables to the realized nitriding process, it was possible to define the best condition of nitriding process to hardening of the molybdenum enriched layer. The surfaces of the samples were characterized by Electronic Scanning Microscopy (SEM). The microstructural characterizations of the enriched and nitrided layers were done by optical microscopy (OM) and SEM and the phases present by X-ray (XRD) diffraction. Tests of hardness were done to assess the properties of layers obtained. The results show that there is a significant increase in the hardness of the nitrided molybdenum enriched surface layer. The presence of Mo in the surface of the samples leads to the formation of microstructures with different morphologies dependents on temperature and nitrogen content used in the nitriding process. It was not possible to identify the formation of molybdenum nitrides phases (MoN) or mixed nitrides (Fe-Mo-N) in the analysis of XRD for the nitrided enriched samples by plasma. In spit of this, it is believed that they are present, due to the increase in the hardness nitrided enriched layer. Samples of unalloyed Mo were also nitrided under the same conditions in order to compare and to verify the formation of MoN and to evaluate the behavior of the microhardness profile. This study showed that nitriding of sintered metals and superficially molybdenum enriched, improves the hardness of the nitrided layer.

As vantagens relacionadas à utilização de revestimentos duros depositados via processos PAPVD (Plasma Assisted Physical Vapor Deposition) são bem conhecidas e dadas por suas propriedades. As principais propriedades destes filmes são a capacidade de não incrementar significativamente a rugosidade dos substratos em que são depositados, sua alta dureza conferindo alta resistência ao desgaste, baixa reatividade quando se trata de revestimentos de compostos cerâmicos e capacidade de reduzir o coeficiente de atrito de pares tribológicos inseridos em diversos meios. A nitretação a plasma de substratos antes da aplicação de um revestimento faz com que outros benefícios possam ser encontrados, dentre eles destacam-se o aumento da capacidade de sustentação de carga do substrato e a criação de uma região que propicia um gradiente de propriedades entre o substrato e o revestimento. Desta forma é caracterizado o tratamento dúplex, o qual consiste em um substrato nitretado seguido da aplicação de um revestimento. Através do processo de nitretação a plasma, camadas de difusão foram formadas em amostras de geometria cilíndrica do aço DIN X100CrMoV8-1-1, industrialmente utilizado para construção de ferramentas para operações de corte e estampagem. Duas profundidades distintas de camada de difusão foram formadas. O revestimento escolhido para este estudo foi o TiCN (carbonitreto de titânio), produzido industrialmente e disponível no mercado brasileiro. As técnicas de caracterização foram utilizadas para medir a rugosidade, a dureza, os perfis de composição química, as fases formadas, as tensões residuais e a adesão dos revestimentos. Após esta caracterização inicial, foram feitos ensaios utilizando a técnica de esfera-sobre-disco em amostras e de DST (Dobramento sob Tensão) em pinos com geometria específica com o objetivo de se avaliar o comportamento tribológico dos tratamentos dúplex desenvolvidos. / The advantages related to the utilization of hard thin films deposited on tools and components via PAPVD (Plasma Assisted Physical Vapor Deposition) are well known and given by their properties. The main properties of these coatings are their capacity to avoid significant roughness increase of the coated substrates, high hardness which provides high wear resistance, low reactivity in the case of ceramic coatings and the possibility to provide very low friction coefficient. The thin films associated with plasma nitriding (the so called duplex treatments) applied to the substrates can bring much more benefits. The coating load bearing capacity can be increased by the presence of the diffusion zone on the substrate that allows a gradient of mechanical properties from the coating to the core of the material. In this work, by plasma nitriding process, two distinct depths of diffusion layer were developed in samples and pins manufactured out of the DIN X100CrMoV8-1-1 steel. This steel grade is commonly used to manufacture tools for cutting and stamping operations. Following a previous work the chosen coating for this study was a graded TiCN (titanium carbonitride). The samples were characterized by several different techniques in order to access surface roughness, chemical composition profiles, present phases, residual stresses, hardness and adhesion of the obtained nitrided layer and coatings. After this initial characterization, tests were performed using a pin-on-disc apparatus and BUT (Bending under tension test) with the aim to evaluate the tribological behavior of the developed duplex treatment for for sheet metal forming application.

A nitretação a plasma é um processo de tratamento superficial extensivamente usado para promover melhoria de propriedades física e mecânica de metais, tais como sua dureza, resistência ao desgaste e à corrosão, que são necessárias em determinadas condições de uso mais severo. Neste trabalho foi inicialmente desenvolvido um sistema de nitretação funcional, com possibilidade de ajuste de diversos parâmetros influentes do processo, como temperatura, pressão, composição e fluxo da atmosfera nitretante e parâmetros elétricos. Utilizou-se esse sistema para nitretar amostras de Ti-6Al-4V em três temperaturas (500, 600 e 700 ºC) e cinco misturas (80, 60, 50, 40, 20 Vol%N2 com balanço de N2). Empregando as técnicas de reação nuclear e difração de raios X em ângulo rasante, obtivemos informações sobre a influência da temperatura e composição da mistura na formação das fases bem como suas estequiometrias e as espessuras dos filmes. Adicionalmente, foram adquiridos espectros Raman das amostras e então comparada às intensidades relativas entre os picos ópticos e acústicos com a composição obtida por NRA. Procedimento semelhante foi realizado tomando em conta a largura dos picos, resultando numa proposta de análise semi- quantitativa da estequiometria da fase δ-TiNx via espectro Raman. / Plasma nitriding is a surface treatment widely used to improve physical and mechanical properties of metals, such as hardness, wear resistance, and corrosion resistance that are necessary under conditions of severe use. In this work a nitriding system was built that allowed the setting of various process-parameters, such as voltage, current, temperature, pressure, flow and composition of the nitriding atmosphere. Ti-6Al-4V samples were nitrided in different treatment conditions and characterized with several analytical techniques. . Nuclear Reaction Analysis (NRA) and Grazing Incidence X-Ray Diffraction (GIXRD) gave information about the influence of deposition parameters on the formation of phases, their stoichiometry, and film thickness. In addition, Raman spectra of the samples were acquired and the intensity ratio between the optical and acoustic peaks was compared with the composition obtained by NRA. Also the width of the peaks was compared with the deviation from stoichiometry, resulting in a proposal for semi-quantitative analysis of the δ-TiNx phase via width of Raman spectrum peaks.

acarretar em uma série de fenômenos que irão desgastar ambas. O emprego de conceitos tribológicos de forma a reduzir a taxa de desgaste nas superfícies de ferramentas e melhorar o acabamento superfícial de peças produzidas fez com que tratamentos superficiais e revestimentos. Entre os tratamentos superficiais, um dos mais aplicados é a nitretação a plasma, que consiste em criar uma camada de nitretos, aumentando a dureza e resistência ao desgaste do material, podendo ele ser feito com corrente direta (método convencional) e gaiola catódica, um método deenvolvido para reduzir as heterogeneidades. Dureza e resistência ao desgaste são conceitos normalmente confundidos, mas há uma série de outros parâmetros que devem ser considerados, como o aspecto topográfico da superfície. Alguns pesquisadores concluíram que a superfície nitretada com gaiola catódica possuía um aspecto lisoe não atacada por bombardeamento iônico como a nitretada via processo convencional. Este trabalho comparou diferentes parâmetros de nitretação a plasma, caracterizando não só a superfície através de medições de microdureza Vickers e rugosidade superficial média, como também o desgaste através da formação de diferentes pares tribológicos com materiais metálicos (alumínio, aço inoxidável e aço baixo carbono), através de técnicas de microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura. Foi possível concluir que camadas nitretadas com menor rugosidade superficial pós-tratamento associadas a um incremento de dureza superficial reduziram o coeficiente de atrito do sistema tribológico, além disso, foi evidente a redução de material aderido na superficie nitretada com gaiola catódica para as esferas de aço inoxidável e alumínio. / The mechanical contact between two surfaces and its relative movement promotes a range of phenomena that will causes wear in both materials. The use of tribological concepts to reduce wear rate on tool surfaces and improve the surface finish of pieces produced brought the development of surface treatments and coatings. Between the surface treatments, plasma nitriding is one of the most applied, which consists in the creation of a nitrided layer that improves surface hardness and wear resistance, it may be carried out by direct current (conventional) or cathodic cage, a method developed to reduce heterogeneities. Hardness and wear resistance are concepts often related, but there are other parameters to be considered, as the surface topography. Some researchers showed that the cathodic cage plasma nitrided surface is smooth and non-attacked by sputtering as the direct current plasma nitrided surface. This work compared different plasma nitriding parameters of the AISI M2 tool steel, characterizing the surface by Vickers microhardness and average roughness and the wear by the creation of different tribopairs with metallic materials (aluminum, stainless steel and low carbon steel) using optical microscopy and scanning electron microscopy techniques. The plasma nitrided surfaces with smaller surface roughness obtained lower friction coefficient for its tribological systems, besides that, it was evident the smaller material adhesion on the cathodic cage plasma nitrided surface for the tribopairs created with the aluminum and stainless steel.

Os nanotubos de óxido de tântalo (Ta2O5) foram sintetizados pelo método de anodização, utilizando eletrólitos ácidos contendo íons fluoretos (F-). Durante o processo de anodização, foi adotado os tempos de anodização de 5 min, 10 min 15 min e 20 min com taxa de aumento de tensão de 10V/s, temperatura do eletrólito de 40°C e tensão final de 50V e foi variado o tempo de cristalização para o Ta2O5 a temperatura final de 800°C pelo tempo de 1, 2 e 3 horas, em todas as amostras a taxa de crescimento da temperatura foi constante de 5 °C/min durante a cristalização. Esta dissertação de mestrado demonstra a síntese e caracterização do to oxido e oxinitreto de tantalo com as técnicas: microscopia eletrônica de varredura, difração de raio-x, espectrocopia difusa uv-vis, BET, e aplicação do fotocatalisador para a sintetização de hidrogênio. Tendo como material precursor nanotubos de Ta2O5 com as características que maximizam a produção de hidrogênio realizou-se o processo de nitretação dos nanotubos com o objeivo de redução do seu band gap. O procedimento foi realizado pelo método de fluxo de amônia. Para o estudo da geração do nitreto, se realizou o estudo com o processo estatístico delineamento de corpo central rotacional (DCCR), para o procedimento foi variado a temperatura de nitretação, o tempo de nitretação e a taxa de incremento da temperatura. Foi mantida constante durante o estudo a massa do catalisador e também o fluxo de amônia. Os nanotubos de oxinitretos foram caracterizados por difração de raio-x, microscopia eletrônica de varredura, BET, espetroscopia difusa UV-vis, espectroscopia de energia dispersiva. A análise estatística dos dados do planejamento fatorial sugeriram as possibilidades de sínteses mais eficientes dos onixitretos, sendo a maior características a exposição a temperatura mais alta por um tempo menor. / The nanotubes tantalum oxide (Ta2O5) were synthesized by the anodization method using acidic electrolyte containing fluoride ions (F-). During the anodizing process it was adopted the anodization time 5 min 10 min 15 min and 20 min with the rate of increase of 10V/s, electrolyte temperature 40 ° C and the final voltage of 50V and it was time varied crystallization Ta2O5 to a final temperature of 800 ° C by the time 1, 2 to 3 hours, in all samples the temperature constant growth rate was 5 ° C / min for crystallization. This dissertation demonstrates the synthesis and characterization to oxide and tantalum oxynitride with the techniques: scanning electron microscopy, X-ray diffraction, UV-vis diffuse spectroscopy, BET, and application of photocatalyst for synthesizing hydrogen. The material precursor was Ta2O5 nanotubes with features that maximize hydrogen production took place the nitriding process of the nanotubes with results in a decreasing the band gap width. The procedure was performed by ammonia flow method. To study the nitride generation, the study was conducted with statistical procedure rotational central body design (CCRD), so the procedure was varied nitriding temperature, the nitridation time and the temperature increase rate. It was kept constant during the study the mass of the catalyst and also the flow of ammonia. The oxynitrides nanotubes were characterized by x-ray diffraction, scanning electron microscopy, BET, UV-vis diffuse spectroscopy, energy dispersive spectroscopy. Statistical analysis of the experimental design data suggest the possibility for more efficient syntheses of onixitretos, with most features exposure to higher temperature for a shorter time.

Dentre os principais e mais efetivos tratamentos superficiais para a melhora das propriedades da superfície dos aços, encontra-se a nitretação e a nitrocarbonetação. Os benefícios da nitretação nos aços são o aumento da dureza, resistência ao desgaste, resistência à fadiga e resistência à corrosão. Por possuírem elementos como cromo, molibdênio e manganês, os aços ferramenta e aços baixa liga de ultra alta resistência são beneficiados pela nitretação. Neste trabalho, estudou-se o efeito da nitretação nos aços SAE 4140 e SAE H13 através de análises metalográficas, espectroscopia de emissão óptica, difração de raios-x, microdureza e ensaio pino-sobre-disco. Para efeito de comparação, amostras de aço SAE 1045 e ferro puro foram nitretadas juntamente com amostras dos dois materiais anteriores. Foram executados três tratamentos diferentes em cada um dos aços, nitretação com baixo potencial de nitrogênio, nitretação com alto potencial de nitrogênio e nitrocarbonetação. Os dois primeiros tratamentos foram realizados em três tempos diferentes de duas, quatro e seis horas e a nitrocarbonetação foi realizada em seis horas. Os resultados mostraram a formação de uma camada nitretada com de camada branca seguida de uma camada de difusão com gradiente de propriedades. Um aumento significativo de dureza superficial é observado com a aplicação dos tratamentos. A nitrocarbonetação junto com alto potencial de nitretação se mostrou não sendo benéfica para a formação da camada em relação à nitretação com mesmo potencial. Nos testes tribológicos realizados, a camada nitretada se mostrou eficiente em aumentar a resistência ao desgaste nos aços SAE 4140 e SAE H13. / Among the main and most effective surface treatments for improving the surface properties of steels are nitriding and nitrocarburizing. The benefits of nitriding in steels are the increase in hardness, wear resistance, fatigue resistance and corrosion resistance. Because they have elements such as chromium, molybdenum and manganese, tool steels and low alloy steels of ultra high strength are benefited by nitriding. In this work, the effect of nitriding on SAE 4140 and SAE H13 steels was studied through metallographic analysis, optical emission spectroscopy, x-ray diffraction, microhardness and pin-on-disc test. For comparison purposes, samples of SAE 1045 steel and pure iron were nitrided together with samples of the two former materials. Three different treatments were performed in each of the steels, nitriding with low nitrogen potential, nitriding with high nitrogen potential and nitrocarburizing. The first two treatments were performed at three different times of two, four and six hours and nitrocarburizing was performed in six hours. The results showed the formation of a nitrided layer with a white layer followed by a gradient layer of properties. A significant increase in surface hardness is observed with the application of the treatments. Nitrocarburizing together with high nitriding potential proved to be of no benefit to the formation of the layer in relation to nitriding with the same potential. In the tribological tests carried out, the nitrided layer proved efficient in increasing wear resistance in SAE 4140 and SAE H13 steels.

No presente trabalho foi investigada a nitretação a plasma do aço rápido ASTM M2 utilizando diferentes configurações, envolvendo as técnicas convencional e com tela ativa. Na técnica convencional, o material a ser nitretado atua como o cátodo do sistema, sendo coberto diretamente pela bainha da descarga luminescente. Nos tratamentos conduzidos com a técnica de tela ativa, uma estrutura de tela em formato cilíndrico atua como cátodo e o material a ser nitretado é posicionado no seu interior. Neste novo processo, como não há potencial elétrico externo aplicado aos substratos, a descarga luminescente se desenvolve apenas na estrutura da tela, evitando problemas intrínsecos do método convencional de nitretação a plasma. Todos os tratamentos investigados foram executados com os seguintes parâmetros: Temperatura de 500 °C, mistura gasosa composta 76% de volume de gás nitrogênio e 24% de volume de gás hidrogênio e pressão de 3 milibar. Para os tratamentos com tela ativa, os substratos foram mantidos eletricamente isolados. Os resultados foram comparados observando a diferença de método de nitretação (com e sem o uso de tela ativa) e a influência do tempo de tratamento (variando sua duração em 1, 4 e 8 horas) Todos os experimentos foram realizados utilizando uma fonte de potência de tensão retificada aplicada na tela ou nas amostras, dependendo da configuração. Adicionalmente, para o tempo de nitretação de 4 horas uma fonte de potência com tensão pulsada também foi aplicada. As amostras nitretadas foram caracterizadas por ensaios de rugosidade, ensaios de dureza e microdureza, microscopia ótica, microscopia eletrônica de varredura e difração de raios-X. Ensaios tribológicos para avaliação da resistência ao desgaste das diferentes condições de tratamento foram conduzidos. Dentre os principais resultados foi observada uma clara diferença na profundidade de camada nitretada, que foi sempre mais profunda nos tratamentos convencionais. Apesar de formadas camadas menos profundas, as amostras nitretadas oriundas dos tratamentos com tela ativa demonstraram melhor desempenho nos ensaios tribológicos, resultando em taxas de desgaste até sete vezes inferior do que as amostras do nitretadas convencionalmente, este resultado foi atribuído a não formação da zona de compostos nas amostras nitretadas com tela ativa. / In the present work an investigation on the plasma nitriding of ASTM M2 High-Speed Steel using different configurations was carried out, involving traditional and active screen techniques. In the traditional technique, the material to be nitrided act as the system cathode, being directly covered by the glow discharge sheath. In the active screen treatments, a cylindrical mesh structure (screen) plays the role of the cathode and the material to be nitrided is positioned in its interior. In this new process, as there is no external electric potential applied to the specimens, the glow discharge develops only in the screen structure, avoiding intrinsic problems from the conventional plasma nitriding method. All the studied treatments were carried out with the following parameters: temperature of 500 °C, gas mixture of 76 vol.-% N2 and 24 vol.-% H2 and pressure of 3 millibar. For the active screen treatments, the samples were kept electrically insulated. The results were compared observing the differences in the nitriding method (with and without the use of active screen) and the nitriding time influence (varying its duration in 1, 4 and 8 hours) All experiments were carried using a rectified voltage power supply applied to the screen or to the samples, depending on the configuration. Additionally, for the nitriding time of 4 hours a pulsed voltage power supply was also employed. The nitrided samples were characterized by roughness tests, hardness and microhardness tests, optical microscopy and scanning electron microscopy, X-ray diffraction. Tribological tests to evaluate the wear resistance of the different treatment conditions were also carried out. Among the main results a clear difference in the case layer depth was noticed, which was always deeper in the conventional treatments. Although forming shallower case depths, the active screen nitrided specimens presented better performance in the tribological tests, resulting in wear rates up to seven times lower than the wear rate for conventionally plasma nitrided samples, this result was assigned due to the non-formation of compound layer in the active screen plasma nitrided samples.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais. / Made available in DSpace on 2012-10-21T14:15:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 212040.pdf: 4665339 bytes, checksum: fcdcece2408d0e3e082eb8179820cdd8 (MD5) / Neste trabalho estudou-se o efeito do tratamento de nitretação por plasma e do revestimento de carbonitretação de titânio na resistência ao desgaste de ferramentas de conformação mecânica de elementos especiais de fixação. O enfoque principal está centrado na taxa de desgaste por abrasão, caracterizado pelo atrito de partículas entre as superfícies da matéria-prima e da ferramenta de conformação.